航测内业自动空中三角测量技术的应用研究

李霞 伏荣

摘要：近些年，我国的科学技术水平在社会发展下不断进步。目前，在测量工作中常应用摄影测量，数字摄影测量是摄影测量中的主要部分，随着数字摄影测量技术的快速发展，空中三角测量逐渐应用到航测作业过程中。

关键词：航测内业;自动空中三角测量;应用技术

引言

本文介绍了空中三角测量的原理与方法，并结合空中三角测量技术在铁路航测内业中的发展应用情况，对其应用特点和生产作业方法进行了回顾与总结，并对空中三角测量今后的发展趋势提出了看法。

1空中三角测量的方法

在空中三角测量的过程中，需要解求的内业控制点称为加密点。在空中三角测量的的过程，就是对于三维坐标加密的解求的过程。摄影测量中的作业方式可以分为内作业与外作业，两种作业方式采用的空中三角测量方式也存在很大的不同。在内作业中，重要应用正射纠正、三角测量、测图等技术。在外作业中，则主要是针对于控制点以及第五进行测量。另外，空中三角测量也有多种形式，根据其原理与测量方式的不同，可以分为光学机械法空中三角测量、解析空中三角测量和全数字空中三角测量方式。随着技术的不断发展，这三种方式出现的时间也有所不同，全数字的测量方式已经逐渐的取代光学机械法和解析两种测量方式。模拟的空三测量过程中，主要应用光学机械的方法来进行测量，在现实的发展中有很多的行业都在运用几何翻转原理，借助立体的图形进行三角测量，这也只是限于一条航线上面。在这个测量中主要的程序有，首先把一条航线的片段按顺序进行测量，每个对象都具有独特的立体模式。在完成立体模式的建立之后，在其模式的投影中心重叠处理，并且通过连接，完成航线网络的构型。下图为模拟法的空中三角测量的航线网模型。解析空中三角测量的过程中，需要根据其坐标的不同，在同地点的坐标的解析和每两条同名关系的共面进行解析，构成摄影网络的空中三角测量，并建立相应的计算方法，通过对于平均差的计算，从而实现计量任务。一般来说，计量过程中的建网的方式较多，一般主要采用航带法、光线束法与独立模型法三种。航带法、光线束法与独立模型法三种不同的测量方法，在一条航带上可以同时使用，在这个三角测量的基础上进行，优点也就是精度的优点，所以得到广泛使用。

2自动空中三角测量技术在航测内业中的应用

2.1自动选定及自动相对定向

（1）需要在两幅相邻影像之间的重疊部分选择特征点并进行提取，应注意特征点的选择，且确保其具有明显均匀分布的特征。（2）对每一个特征点进行局部的影像匹配，以获取另一幅影像中的同名点，应保证选择特征点数量足够多，以提升影像匹配的准确性。（3）开展相对定向解算工作，并清除解算结果中的粗差，再次进行计算，直到解算结果中不存在粗差为止。

2.2仪器设备的引进

20世纪90年代末，我国铁路系统已基本实现了勘测设计CAD一体化和设计产品的数字化，各设计院也都在80年代初到90年代基本实现了由“模拟”产品生产向“解析”产品生产的过渡，并在铁路新线建设和既有线改造等重大工程的勘测设计中起到了重要的作用，而航空摄影测量也已经成为铁路勘测设计单位的基础专业之一。随着铁路勘测设计一体化以及网络信息化化的实现，各个设计专业对于航测专业的要求已由原来的可视产品转为数字产品，并且正由单一的地形图，向多元化的数字产品如数字地面模型、数字正射影像图等发展。20世纪90年代中后期，各铁路设计院先后引进了当时比较先进的全数字摄影测量工作站，主要以美国的Helvaa全数字摄影测量工作站为主。1995年8月，铁一院引进了当时国内第一台DSW200扫描仪及空中三角测量软件。1998年，铁一院和铁道部第三勘测设计院引进Helvaa全数字摄影测量工作站的新一代产品DPW770及DSW300扫描仪，铁二院和铁道部第四勘测院（以下简称铁四院）也都随后引进了该系列Helvaa全数字摄影测量工作站及扫描仪。除了引进Helvaa系列仪器外，各院又引进了JX一、iVrtuoZ。等国产全数字摄影测量工作站，这些工作站与国外设备相比，价格低廉且独具特色，完全能满足实际的生产需要，解析仪器等也逐渐被淘汰。空中三角测量工作经过几年的应用实践，已经形成了以全数字空中三角测量为主，解析空中三角测量与全数字空中三角测量作业共存的局面，而且都形成了一整套完整的可提供大、中比例尺地形图以及其它如数字地面模型、数字正射影像等数字产品的规模化生产流程。

2.3自动布设和自动测量控制点

空中三角测量的顺利开展与控制点的数据支持密切相关，控制点的数量和分布是实现高精度区域网平差的关键。通过多年的试验研究表明，针对航带法、独立模型和光束法等不同的平差模型，需要利用不同控制点布设方案，区域网的平差精确度，会影响控制点数量。地面布设像片刺点、标识点是传统的控制点布设方法，需要人工进行地面布设，也可在特定的仪器上转刺控制点，再详细记录控制点的信息。在野外对控制点的地面坐标进行实测，可将野外的实际情况作为依据，重新选择控制点的位置，形成控制点略图。选择控制点的位置时，应充分分析区域的分布情况，全面考虑在影像中的位置，确保在影像的二度重合范围内。航带内的控制点需要保证在航线方向的三度重合内，条件较好的区域可在九度重合区内进行控制点的布设。控制点规划和布设工作比较复杂，对工程人员的要求较高，应具备丰富的施工经验。工程人员的经验与设计的控制点之间具有密切的系，在实际作业过程中，具有诸多不确定因素，会影响空三加密质量控制工作。

结语

航空摄影测量作为摄影测量的一个分支，从技术处理角度上数字摄影测量的发展越来越快，特别其中关键的空中三角测量的技术水平也更加先进，自动化水平更高，大大地提高了生产效率，同时提高了测绘精度，解放了生产力。计算机科学的发展和数学模型的建立以及全球电子行业的发展， GPS实时差分定位技术以及高级摄影系统的发展促进了空中三角测量技术的更新换代。特别是，数字摄影测量将越来越依赖于计算机的辅助，摄影测量工作者的主要工作将转向内业，并且自动化程度将越来越高。

参考文献：

[1]阎霞.高精度初始外方位元素辅助影像空中三角测量应用研究[J].现代测绘，2019，42（4）：49-52.

[2]贺新慧.基于倾斜摄影实景三维模型的矿山地形图测绘技术分析[J].世界有色金属，2020（18）：43-44.